Теория измерений. Точность средств измерений. Романов В.Н. - 34 стр.

UptoLike

Составители: 

например, [37]). При измерениях в микроскопических масштабах
даже самая совершенная и точная аппаратура будет давать
результаты, которые имеют принципиально статистическую
природу. Повторение измерений в одних и тех же условиях будет
давать разные значения измеряемой величины, причем каждое
значение будет появляться с той или иной вероятностью,
зависящей от способа измерения. Сам процесс измерения
возмущает физическую систему таким образом, что
одновременно определить две сопряженные переменные можно
лишь с конечной точностью, которая задается соответствующим
соотношением неопределенностей. Мерой разброса результатов
измерений является среднеквадратичное отклонение σ
x
получаемого распределения. В таком смысле эту величину
называют «неопределенностью Δ». Таким образом,
неопределенность координаты равна:
x
x
σ
Δ=
. (2.2.1)
Соотношение неопределенностей для координаты и сопряженной
ей переменной компоненты импульса p
х
имеет вид:
/2
x
x
pΔΔ h
. (2.2.2)
Так как постоянная Планка
2h
π
=
h
чрезвычайно мала, то
выражение (2.2.2) при макроскопических измерениях заведомо
выполняется. Неопределенность координаты и импульса,
которая следует из (2.2.2), лежит далеко за пределами
достижимой точности экспериментов. Аналогично
формулируется соотношение неопределенностей для другой
пары сопряженных величин энергии и времени:
/2tEΔΔh
. (2.2.3)
Это соотношение связывает неопределенность энергии ΔΕ=σ
Ε
атомной системы с неопределенностью Δt=σ
t
времени t, в
течение которого измеряется энергия. Если применить
соотношение неопределенностей между энергией и временем к
спонтанному распаду в системах, находящихся в
квазистационарных состояниях, то экспоненциальное
распределение измеренных времен распада даст величину
стандартного отклонения, которая равна среднему значению
t
.
Эту величину называют средним временем жизни τ состояния:
t
tt
τ
σ
== =Δ
(2.2.4)